包 虹
上海建筑設計研究院

　　熱水系統按熱水循環的方式、加熱器布置的形式、熱水總干管布設的方式、熱水回水管布設的方式可分為各種類型熱水系統，歸納為開式熱水系統與閉式熱水系統兩大類。隨著我國國民經濟發展、供水設備生產技術水平的提高、人們對建筑物外立面美觀要求的提高，閉式膨脹水箱在熱水系統中的應用逐日廣泛。
　　閉式膨脹水箱工作原理：閉式膨脹水箱罐體中(橡膠囊外)充入一定量的空氣，空氣壓與系統壓力相等，系統工作前水不會進入到閉式膨脹水箱內，當系統水升溫時，產生膨脹；由于系統是閉式的配管，所以膨脹水流至閉式膨脹水箱內。當系統水溫恢復到原來狀態時，系統水恢復到原來的體積，進入閉式膨脹水箱內的膨脹水在閉式膨脹水箱罐體內上升的空氣壓作用下返回到系統內，系統恢復升溫前的狀態。
　　閉式膨脹水箱總容積的計算公式如下：

　　　　P₁V=P₂(V—Vp)
　　　 V=V_p／(1—P₁／P₂) 　　 (1)
　　　 V_P=(1/r₂-1／r₁)V_{c　　　(2)}

　　式中
　　V——閉式膨脹水箱總容積(L)；
　　Vp——熱水系統的膨脹水量(L)，按式(2)計算
　　P₁——閉式膨脹水箱所處位置的管內壓力(mH20，絕對壓力)；
　　P₁＝冷水進水管壓力十10(mH₂0)；
　　P₂——閉式膨脹水箱所處位置的管內最大允許壓力(mH₂O，絕對壓力);P₂＝P₁十P_m
　　Pm——熱水系統容許增加的壓力(mH₂O)；
　　Pm＝安全閥設定壓力—(0.1×安全閥設定壓力十冷水進水管壓力)；
　　Vc——系統內熱水總容量(L)；
　　r₁——加熱前水的密度(Kg/L)；
　　r₂——加熱后水的密度(Kg/L)。

　　筆者在幾項熱水系統設計中采用閉式膨脹水箱，有效地解決了閉式熱水系統中因水溫度變化而引起的水的熱脹冷縮，起到對系統定壓功能。
　　實例一、上海國際金融大廈的熱水系統設計；大廈建有53層，建筑高度210米，大廈設有集中熱水系統，其分區與冷水系統一致，共設計五組容積式熱交換器設備，分別設置在B3F、17F、32F、PRF設備層內(見附圖一)，采用了閉式熱水系統，在容積式熱交換器熱水出水總管上設置了閉式膨脹水箱，避免了開式熱水系統膨脹管的設置，減少了管道井及設備層內的管道數量，熱水管路簡潔。
　　實例二、某一多層高級住宅項目熱水系統設計，因項目性質特殊，屋頂電梯機房上不允許設置設備，而甲方又不愿意采用恒壓變頻供水設備，故采取生活水池一水泵一屋頂水箱給水系統，容積式熱交換器冷水補水由屋頂水箱供給。屋頂水箱底距最不利用水點(五層衛生間內淋浴龍頭)的靜水壓為0．0.03MPa，經熱水系統管路水力計算：熱水管最不利用水點出水壓力為負值，表明屋頂水箱設置高度不夠克服熱水系統管路及其設備的水頭損失，冷水供水系統加設增壓泵(見附圖二)，增壓泵揚程8米(依據《建筑給水排水設計規范》GBJl5—88(1997版)“第2．3．4條高層建筑生活給水系統的豎向分區，應根據使用要求、材料設備性能、維修管理、建筑物層數等條件；結合利用室外給水管網的水壓合理確定。分區最低衛生器具配水點處的靜水壓，住宅宜為250---350Kpa。”)，配150升氣壓罐及壓力傳感器，增壓泵的電源要求兩路供電，熱水系統采用閉式系統，計算后選用直徑1000mm、高度2170mm，OT—1200H型號閉式膨脹水箱。
　　實例三、上海西郊南苑項目，該建筑主要設有出租公寓、客房餐廳、游泳池等功能。基地北臨西郊賓館，需控制基地內建筑物高度，且要求外立面美觀大方、供水系統安全衛生，綜合上述因素采取恒壓變頻供水設備，不設屋頂水箱，水泵電源要求兩路供電，熱水系統采用閉式系統(見附圖三)。計算后選用直徑750mm、高度200mm，容積0．85m3的OT—800H型號閉式膨脹水箱。
　　上述項目實例表明：采用閉式膨脹水箱使系統具有管路簡潔、水質不易受污染、安全衛生、不破壞建筑物的美觀、設備相對集中設置于機房內維修保養方便等優點。
　　同時，在熱水系統中采用閉式膨脹水箱與開式系統具有較大不同。因此，在閉式熱水系統設計中應注意以下幾點：1．由于管路系統是密閉的，容積式熱交換器上應設置安全閥，安全閥的開啟壓力大于系統工作壓力，但小于容積式熱交換器殼體能承受的壓力；2．閉式管路最高點處應設自動排氣閻，排除系統內空氣;3．容積式熱交換器上設真空破壞器，以防泄水時容積式熱交換器內產生負壓而損壞；4．考慮系統各部分設備和配管地耐壓力。
　　另外，閉式膨脹水箱也可設置在熱水回水總管上(熱水循環水泵進口前)，或水加熱器冷水進口總管上。